Biologi experiment:
beräknat tid för utförande ca 10 min.
Material:
- En oskalad potatis
- En plastburk som rymmer 700 ml
- 300 ml ljummet vatten
- Koksalt
- En sked
- En matsked
- sött vatten en glas
- en matsked
Delförsök A: flytande potatis i saltlösning
Mät upp en 300 ml ljummet vatten i en skål.
- Lägg sedan ner en oskalad potatis i plastburken med det ljumma vattnet.
Tillsätt en matsked salt och blanda ut saltet i vattnet med en sked. Tag upp potatisen om det behövs. Lägg ner potatisen igen när saltet har blandats ordentligt med vattnet. - Flyter potatisen? Om inte, tillsätt mer salt till du ser att potatisen börjar att flyta.
Delförsök B: potatis i sött- och saltlager
Gör precis som du gjorde i delförsök A och efter att potatisen börjar flyta ta en matsked och och håll den precis vid vattenytan och låt de söta vattnet rinna försiktigt över de saltlagret. Vad händer med potatisen då ???? Jo, du får en svävande potatis.
Förklaring
Om potatisen flyter eller inte har att göra med dess och vattnets densitet. Potatisen har först högre densitet än vattnet och sjunker därför till botten. I båda delförsök A och B så var densiteten avgörande för experimentens resultat
Delförsök A :
När man blandar två vätskor med olika densitet så lägger sig den vätska som har högst densitet på botten. I denna experiment har potatisen lite högre densitet än vattnet och lägger sig därför på botten av plastburken men när man sedan blandar saltet i vattnet får saltblandningen högre densitet än potatisen och potatisen börjar flyta.
Delförsök B :
vi vet att potatisen inte kan flyta i söt vatten för att potatisen har högre densitet än söt vatten vilket gör att potatisen försöker att trycka ner sig till botten av platsburken medan saltvattnet som är underst försöker att trycka upp potatisen för att saltlagret har högre densitet än potatisen. Vilket gör att potatisen svävar i gränsskikten mellan söt- och saltlager. Resultatet är en svävande potatis.
Varför flyter potatisen i saltvatten men dock ej i sötvatten ?
Svaret är för att sötvatten har densiteten 1 kg/liter vid +4ºC. Saltvatten har högre densitet än sötvatten. Detta kan man märka genom att människan eller olika saker som tex båt, flyter lättare i saltvatten i havet än i insjöar där det är söt. En liter sötvatten med badtemperatur (22 grader) väger 0,998 kg. Saltvatten på västkusten ligger på 1,02-1,03 kg/liter.
Saltvattnets densitet beror huvudsakligen på två faktorer: temperatur och salthalt.
Bakgrundsfakta
Potatisens densitet
En sak som påverkar experimentens är potatisens densitet. Med densitet menas hur "kompakt" potatisen är. Densiteten mäter man genom att dela potatisens vikt med dess volym. Potatisens volym kan man mäta genom att fylla en tillbringare med vatten och avläsa hur mycket vatten som finns i tillbringaren, tex 1 liter. Sedan lägger man i potatisen och läser av hur mycket som finns i tillbringaren nu, tex. 1,10 liter.
Som nästa steg utför man subtraktionen 1,10-1 = 0,1 och får då potatisens volym som är 100 cm3. Sedan väger man potatisen och får fram dess vikt i gram. Slutligen delar man dessa båda värden (vikten genom volymen) och får fram densiteten.
Osmos
Om man har ett membran med mikroskopiska porer som skiljer två lösningar åt och att lösningsmedlet kan passera genom porerna men inte det lösta ämnet, då finns förutsättningarna för os . Osmos är när lösningsmedlet tenderar att vandra genom membranet från lösningen med låg halt av det lösta ämnet till lösningen med högre halt av det lösta ämnet.
Detta gör att koncentrationen på båda sidor av membranet tenderar att utjämnas.
Drivkraften för osmos är en statistisk effekt. Det innebär att lösningen tenderar att vandra till den sida av membranet som har högst koncentration av det olösta ämnet. I det här fallet är det vattnet från potatisen som vandrar till salt- och vattenblandningen för att jämna ut koncentrationen av salt. Osmosen fortsätter till dess att koncentrationerna utjämnats eller till dess att det byggts upp ett osmotiskt mottryck som är tillräckligt för att stoppa vidaretransport genom membranet.
Salthalten har stor betydelse för osmosen. Om potatisen får ligga länge i en koncentrerad saltlösning skrumpnar den för att vattnet vandrar ut ur den. När potatisen sedan sjunker igen har vattnet i potatisen trängts ut och potatisen har återigen fått en högre densitet än saltblandningen.
Osmosen är ett fenomen som har mycket stor betydelse i levande varelser. Blodkroppar kan sprängas om man injicerar vätska med för låg salthalt.
Naturliga salthalter är ex; i världshaven 3,5 % , i Döda havet 25 % och i Östersjön 1,5 %.
Vatten
När vattnet fryser till is vid 0ºC blir densiteten 0,917 kg/liter. Det är mycket ovanligt bland andra ämnen att den fasta fasen (här: isen) är lättare än den flytande fasen (här: vattnet). Orsaken är att H2O molekylerna bildar, när det blir is, en kristall där molekylerna är inte lika tätt packade som när det inte finns några kristall (dvs i den flyttande fasen). Detta leder till att isen på sjöar flyter på vattnet istället för att sjunka till bottnen. Den största delen av isen befinner sig under vatten eftersom is tar upp ungefär 1/9 mer utrymme än det gör som flytande vatten, så kommer ungefär 1/9 av ett isberg att visa sig över vattenytan. Under vattenytan finns ungefär 9 gånger mer is.
Salt
Natrium och klor reagerar lätt med varandra emedan natrium har en och klor har sju valenselektroner och de båda, enligt oktettregeln, vill få hela sina yttre skal fyllda. Natriumatomer avger då sina yttersta elektroner, vilken sedan upptas av klor atomer. Dessa atomer bildar då joner (envärt positiva respektive envärt negativa), vilka av den elektrostatiska attraktionen dem emellan bildar en jon förening, en saltkristall.
Natriumklorid som används i matlagningen är i Sverige oftast berikat med bland annat saltet kaliumjodid (KI), för att utgöra en extra jodkälla. Brist på jod kan leda till sjukdomstillståndet struma. Det får även innehålla ferrocyanider som klumpförebyggande medel.
Potatisen
Potatisen består till största delen av stärkelse. Hela växten förutom knölarna (potatisen) innehåller alkaloiden solanin giftig. Knölar som tillåts ligga ljust blir snart gröna och börjar då bilda det giftiga ämnet. Knölarna visar att de är ombildade jordstammar genom att de skjuter mängder av skott. Arten är flerårig men fryser bort under vintern och blir därför ettårig i Sverige.
